Устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания
Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к устройствам для облегчения запуска автомобильных двигателей внутреннего сгорания при отрицательных температурах окружающего воздуха за счет предпускового подогрева охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя по принципу термосифонной циркуляции. Устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания содержит корпус с патрубками, с помощью которых устройство соединяется с системой охлаждения двигателя автомобиля. На площадке корпуса закреплен фланец с размещенными на нем электронагревательным элементом, терморегулятором и аварийным термовыключателем. Аварийный термовыключатель и терморегулятор расположены с обратной стороны фланца. В канале подводящего патрубка корпуса установлен обратный клапан с ограничителем хода, причем запирающий элемент обратного клапана выполнен из материала малой плотности и имеет большую площадь уплотнительной поверхности в сочетании с малой массой. Ограничитель хода выполнен в виде шайбы с отверстием, закрепленной в канале подводящего патрубка корпуса. Полезная модель позволяет повысить надежность работы устройства для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания.
Полезная модель относится к машиностроению, а именно, к устройствам для облегчения запуска двигателей внутреннего сгорания при отрицательных температурах окружающего воздуха.
Известны различные конструкции устройств для облегчения запуска двигателей внутреннего сгорания. Для заявляемой полезной модели выбран метод предпускового подогрева охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя с циркуляцией жидкости по принципу термосифонного эффекта.
Известно устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания (Свидетельство на полезную модель РФ 
57838, F02N 17/06, опубликовано 27.10.2006). Устройство содержит корпус, жидкостная полость которого через подводящий с обратным клапаном и отводящий каналы подключена к системе охлаждения двигателя, и электронагревательный элемент, установленный в этой полости. Электронагревательный элемент выполнен в виде овальной спирали, расположенной горизонтально, при этом средний виток выступает по отношению к крайним виткам и прикреплен к фланцу, а в цилиндрическом канале обратного клапана с шариком внутри имеются проходы и ограничитель хода. Ограничитель хода выполнен в виде винта.
Недостатками данного устройства являются его низкая герметичность, вызванная использованием винта, вкручивающегося снаружи корпуса, в качестве ограничителя хода шарика обратного клапана, а также его низкая надежность, обусловленная отсутствием аварийного термовыключателя.
Наиболее близким к заявляемому решению, выбранным в качестве прототипа, является устройство для облегчения запуска автомобильных двигателей внутреннего сгорания (Свидетельство на полезную модель РФ 76685, F02N 17/08, опубликовано 27.09.2008.).
Устройство содержит корпус с подводящим и отводящим каналами для жидкости соединенный с фланцем, на котором закреплены электронагревательный элемент, терморегулятор и аварийный термовыключатель. Терморегулятор и аварийный термовыключатель закреплены на фланце с помощью прижимной планки. В подводящем канале корпуса установлен шариковый обратный клапан с ограничителем хода. Ограничитель хода шарикового обратного клапана выполнен в виде стержня, запрессованного в гнезда стенок подводящего канала корпуса. Устройство работает по принципу термосифонной циркуляции охлаждающей жидкости.
Недостатком указанного устройства является его низкая надежность. Контроль аварийным термовыключателем температуры электронагревательного элемента недостаточно эффективен, так как в данном устройстве отсутствует непосредственный контакт электронагревательного элемента и фланца в зоне установки аварийного термовыключателя. В случае отсутствия такого контакта и при отсутствии в полости корпуса устройства жидкости, интервал времени между недопустимым разогревом электронагревательного элемента и срабатыванием аварийного термовыключателя значительно увеличивается, что может привести к повреждению устройства. Кроме того, выполнение ограничителя хода шарикового обратного клапана в виде стержня, запрессованного в гнезда стенок подводящего канала корпуса, является недостаточно надежным в эксплуатации решением, так как, вследствие малой площади контактирующих поверхностей соединяемых деталей, полученное прессовое соединение будет недостаточно надежным в условиях эксплуатационных нагрузок.
Задачей, решаемой заявленной полезной моделью, является повышение надежности работы устройства.
Указанная задача решается за счет того, что устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания содержит корпус с подводящим и отводящим патрубками, присоединенный к площадке корпуса фланец с закрепленными на нем электронагревательным элементом, терморегулятором и аварийным термовыключателем, установленный в канале подводящего патрубка корпуса обратный клапан с ограничителем хода. Фланец имеет выступ, с которым контактирует электронагревательный элемент. Терморегулятор и аварийный термовыключатель расположены с обратной стороны фланца, причем терморегулятор расположен в зоне поступления жидкости из подводящего патрубка корпуса, а аварийный термовыключатель расположен в зоне контакта выступа фланца и электронагревательного элемента. Ограничитель хода запирающего элемента обратного клапана выполнен в виде шайбы с отверстием, закрепленной в канале подводящего патрубка корпуса. Запирающий элемент обратного клапана имеет сферическую форму, Полезная модель представлена чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания, на фиг.2 - разрез А-А, на фиг.3 - вид справа.
Устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания (фиг.1) содержит корпус 1 с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками, которые выполнены за одно целое с корпусом.. Корпус 1 имеет присоединительную площадку 4 с резьбовыми крепежными отверстиями 5 и канавкой 6 для установки уплотнения 7. На присоединительной площадке 4 корпуса 1 закреплен фланец 8 с размещенными на нем электронагревательным элементом 9, терморегулятором 10 и аварийным термовыключателем 11. Фланец 8 закреплен на присоединительной площадке 4 корпуса 1 болтами 12 через корпусной фланец 13. Фланец 8 имеет выступ 14, а электронагревательный элемент 9 закреплен на фланце 8 таким образом, чтобы обеспечить контакт витка электронагревательного элемента 9 и выступа 14 фланца 8. Аварийный термовыключатель 11 расположен с обратной стороны фланца 8 в зоне контакта выступа 14 фланца 8 и электронагревательного элемента 9. Терморегулятор 10 также расположен с обратной стороны фланца 8 в зоне поступления жидкости из подводящего патрубка 2 и максимально удален от зоны повышенного локального нагрева, которая образуется в месте контакта выступа 14 фланца 8 и электронагревательного элемента 9. Терморегулятор 10 и аварийный термовыключатель 11 установлены на фланец 8 с применением теплопроводящей пасты, что обеспечивает их стабильный тепловой контакт с фланцем 8. Терморегулятор 10 и аварийный термовыключатель 11 закреплены на фланце 8 с помощью прижимной пластины 15 (фиг 2). На торце корпусного фланца 13 с помощью винтов 16 (фиг.3) закреплена крышка 17, защищающая терморегулятор 10 и аварийный термовыключатель 11 от воздействия факторов внешней среды. В выемках корпусного фланца 13 и крышки 17 установлен шнур электропитания 18 с маслобензостойкой изоляцией. В канале подводящего патрубка 2 корпуса 1 установлен обратный клапан 19 с запирающим элементом 20. Ограничитель хода запирающего элемента 20 обратного клапана 19 выполнен в виде шайбы 21 с отверстием, закрепленной в канале подводящего патрубка 2 корпуса 1. В нижней точке корпуса 1 устройства для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания имеется сливное отверстие, закрытое пробкой 22.
Устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом. Устройство устанавливается в моторном отсеке автомобиля как можно ниже по отношению к двигателю и как можно ближе к нему и соединяется с системой охлаждения двигателя при помощи рукавов (на чертеже не показаны). Подводящий патрубок 2 корпуса 1 соединяется с низшей точкой системы охлаждения, а отводящий патрубок 3 корпуса 1 соединяется с высшей точкой системы охлаждения. Для начала предпускового подогрева двигателя устройство подключается к источнику питания с помощью шнура 18. Электронагревательный элемент 9 начинает разогревать жидкость в полости корпуса 1. Плотность жидкости при нагреве уменьшается, и ее разогретые слои по отводящему патрубку 3 и соединительному рукаву будут подниматься в верхнюю часть системы охлаждения двигателя. Холодная жидкость из нижней части системы охлаждения двигателя, имеющая большую плотность, через соединительный рукав и подводящий патрубок 2 будет поступать в полость корпуса 1 устройства для облегчения запуска двигателя. Таким образом, установится термосифонная циркуляция жидкости через устройство для облегчения запуска двигателя и систему охлаждения двигателя, обеспечивая прогрев двигателя. Разогрев жидкости будет продолжаться до тех пор, пока температура жидкости на входе в устройство для облегчения запуска двигателя не достигнет верхней границы интервала настройки терморегулятора 10. Терморегулятор 10 отключит электронагревательный элемент 9 от источника питания. После охлаждения жидкости до температуры, определяемой нижней границей интервала настройки терморегулятора 10, произойдет подключение электронагревательного элемента 9 к источнику питания и повторный разогрев жидкости. То есть, устройство для облегчения запуска двигателя будет поддерживать температуру жидкости в системе в пределах температурного интервала, задаваемого настройкой терморегулятора 10. В случае отсутствия жидкости в полости корпуса 1, например, из-за образования воздушных пробок или из-за наличия утечек жидкости в системе охлаждения автомобиля, электронагревательный элемент 9 разогреет область фланца 8 в зоне установки аварийного термовыключателя 11 до температуры, определяемой настройкой аварийного термовыключателя. 11. После этого аварийный термовыключатель 11 отключит электронагревательный элемент 9 от источника питания. Возврат устройства для облегчения запуска двигателя в рабочее состояние выполняется после устранения неисправности нажатием встроенной кнопки на аварийном термовыключателе 11.
Такое расположение терморегулятора 10 и аварийного термовыключателя 11 обеспечивает максимально точную и надежную работу этих устройств.
Обратный клапан 19 обеспечивает направленность и стабильность термосифонной циркуляции жидкости в системе охлаждения двигателя. Запирающий элемент 20 обратного клапана 19 имеет сферическую форму и большую площадь уплотнительной поверхности, что позволяет, увеличив проходное сечение клапана, уменьшить его гидравлическое сопротивление. Это важно, так как термосифонная циркуляция осуществляется за счет гравитационного напора, возникающего вследствие разной плотности холодной и горячей жидкости. Получаемый гравитационны напор относительно мал, поэтому обеспечение минимально возможного гидравлического сопротивления всех коммуникаций между устройством и двигателем внутреннего сгорания повышает надежность работы устройства для облегчения запуска двигателя.
Ограничитель хода запирающего устройства в виде шайбы с отверстием, закрепленный в канале подводящего патрубка корпуса позволяет увеличить надежность устройства для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания при эксплуатации.
Опытный образец предложенной полезной модели изготовлен на предприятии НПОО «Фенокс» и прошел стендовые испытания..
1. Устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус с подводящим и отводящим патрубками, присоединенный к площадке корпуса фланец с закрепленными на нем электронагревательным элементом, терморегулятором и аварийным термовыключателем, установленный в канале подводящего патрубка корпуса обратный клапан с ограничителем хода, отличающееся тем, что фланец имеет выступ, с которым контактирует электронагревательный элемент, терморегулятор и аварийный термовыключатель расположены с обратной стороны фланца, причем терморегулятор расположен в зоне поступления жидкости из подводящего патрубка корпуса, а аварийный термовыключатель расположен в зоне контакта выступа фланца и электронагревательного элемента, ограничитель хода запирающего элемента обратного клапана выполнен в виде шайбы с отверстием, закрепленной в канале подводящего патрубка корпуса.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что запирающий элемент обратного клапана имеет сферическую форму.
